Als T. rex, Titanosaurier und Co. über die Erde stapften, hatten auch die Meere skurrile Wesen zu bieten: Bis zum Ende der Kreidezeit waren dort Reptilien unterwegs, die sich aus landlebenden Vorfahren entwickelt hatten – ähnlich wie die heutigen Meeressäugetiere. Doch während die Ichthyosaurier stromlinienförmige Körperformen wie Fische oder die heutigen Delfine hervorbrachten, entwickelten die Vertreter der Plesiosaurier Strukturen, für die es heute keine Entsprechungen mehr gibt. Der kleine Kopf dieser bis zu 15 Meter langen Reptilien saß am Ende eines verlängerten Halses, der vor allem bei der Untergruppe der Elasmosaurier enorm ausgeprägt war. Bei einigen Arten war er mehr als doppelt so lang wie der Rumpf. Diese Schlangenhälse halfen ihnen wahrscheinlich dabei, schnell schwimmende Fische zu erbeuten, während sie sich mittels ihrer vier Flossen in einer „fliegenden“ Weise durchs Wasser bewegten.
Bisher nahm man an, dass die ungewöhnliche Körperform mit einem erheblichen Preis verbunden war: Es lag nahe, dass hydrodynamische Effekte bei der Bewegung im Wasser die Tiere beim Schwimmen vergleichsweise stark ausbremsten. Unter anderem könnte dabei auch der lange Hals durch seine große Oberfläche und Verwirbelungen im Wasser für Widerstand gesorgt haben. Deshalb wurde vermutet, dass die Plesiosaurier im Gegensatz zu den hydrodynamisch optimiert wirkenden Ichthyosauriern weniger energiesparend im Wasser unterwegs waren. Doch inwieweit Form und Größe den Energiebedarf beim Schwimmen der Plesiosaurier tatsächlich beeinflussten, blieb bisher unklar.
Paläontologische Strömungssimulationen
Diesem Thema hat sich nun ein interdisziplinäres Forscherteam der University of Bristol gewidmet. “Um mögliche Effekte zu verdeutlichen, haben wir verschiedene 3D-Modelle erstellt und Strömungssimulationen bei verschiedenen Vertretern der Plesiosaurier, Ichthyosaurier und der Wale durchgeführt“, sagt Erstautorin Susana Gutarra Díaz. „Diese Experimente liefen zwar am Computer ab, sie entsprechen aber Versuchen in einem Wassertank”, erklärt die Paläobiologin.
Wie das Team berichtet, bestätigten ihre Strömungssimulationen zunächst, dass die ungewöhnliche Form der langhalsigen Plesiosaurier tatsächlich einen vergleichsweise hohen Bremseffekt beim Schwimmen verursachte. Doch dann wurde deutlich, dass dieser Faktor mit zunehmender Körpergröße eine immer geringere Rolle spielt: “Es zeigte sich, dass die Plesiosaurier zwar etwas mehr Wasserwiderstand als Ichthyosaurier oder Wale gleicher Masse aufwiesen, letztlich waren diese Unterschiede aber relativ gering“, sagt Co-Autor Colin Palmer. „Denn wenn man die Größe mit einbezieht, werden die Formunterschiede weniger wichtig“, so der Forscher.
Durch ihre Simulationen konnten die Forscher auch speziell die Rolle des Halses aufzeigen: “Wir waren besonders an den sehr langen Hälsen der Elasmosaurier interessiert und haben daher hypothetische 3D-Modelle von Plesiosauriern mit unterschiedlich langen Hälsen erstellt“, sagt Gutarra Díaz. „Die Simulationen dieser Modelle zeigten, dass der Hals ab einem bestimmten Punkt einen zusätzlichen Widerstand erzeugt, der das Schwimmen besonders kostspielig macht. Die Grenze der noch vergleichsweise günstigen Halslänge liegt dabei etwa bei der doppelten Länge des Rumpfes des Tieres”, berichtet die Forscherin.
